Question

【題目】中國科學(xué)家用金屬鈉和CO2在一定條件下制得了金剛石：

（1）配平上述反應(yīng)的化學(xué)方程式： ___ Na + _____CO2_____Na2CO3 + _____C(金剛石)。若反應(yīng)過程中有0.15mol CO2反應(yīng)，則電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目為：____________。

（2）CO2的電子式為：_________________，Na原子核外電子有_______個(gè)能級(jí)。

（3）已知：

常壓下	鈉	Na2CO3	金剛石	石墨
熔點(diǎn)（℃）	97.8	851	3550	3850
沸點(diǎn)（℃）	882.9	1850（分解產(chǎn)生CO2）	----	4250

若反應(yīng)在常壓、890℃下進(jìn)行，寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式______________________。若3v正(Na)=4v逆(CO2)，則________（選填序號(hào)）。

a．反應(yīng)肯定達(dá)到平衡 b．反應(yīng)可能達(dá)到平衡 c．反應(yīng)肯定未達(dá)平衡

（4）副產(chǎn)物Na2CO3溶于水后溶液呈堿性，請結(jié)合平衡移動(dòng)的原理，用文字描述所得溶液呈堿性的原因：______________________________________________________________________________________。若在10升容器中，反應(yīng)進(jìn)行了5min, 金剛石的質(zhì)量增加了6g，則5min里CO2的平均反應(yīng)速率 為______________。

Answer 1

【答案】4 3 2 1 0.2NA 4 K= a 由于碳酸是弱電解質(zhì)，Na2CO3溶于水后電離出的碳酸根離子結(jié)合了水電離出的氫離子，導(dǎo)致水的電離平衡朝正反應(yīng)方向移動(dòng)，氫氧根離子濃度大于氫離子濃度。 0.03 mol/(L·min)

【解析】

（1）根據(jù)電子守恒配計(jì)量數(shù)并計(jì)算轉(zhuǎn)移電子數(shù)目；

（2）二氧化碳的電子式為；Na原子核外電子排布式為1s22s22p63s1；

（3）根據(jù)一些物質(zhì)的熔沸點(diǎn)數(shù)據(jù)，在常壓、890℃時(shí)Na和CO2都是氣態(tài)，Na2CO3和C都不是氣態(tài)，則可得該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式；根據(jù)一正一逆，速率之比等于系數(shù)比，則反應(yīng)肯定達(dá)到平衡；

（4）Na2CO3溶于水后溶液呈堿性是因?yàn)樘妓岣�發(fā)生水解；CO2的平均反應(yīng)速率=。

（1）反應(yīng)中鈉元素從0價(jià)升高到+1價(jià)，升高1價(jià)，碳元素從+4價(jià)降低到0價(jià)，降低4價(jià)，因此單質(zhì)鈉與單質(zhì)碳的計(jì)量數(shù)之比為4:1，再根據(jù)元素守恒配平其他物質(zhì)的計(jì)量數(shù)，配平后的方程式為4Na+3CO22Na2CO3+C，有3mol CO2反應(yīng)時(shí)，轉(zhuǎn)移4mol電子，當(dāng)有0.15mol CO2反應(yīng)時(shí)，轉(zhuǎn)移電子0.2mol，故答案為：4；3；2；1；0.2NA；

（2）二氧化碳的結(jié)構(gòu)式為O=C=O，C與O之間存在兩對電子對，故電子式為；Na原子核外電子排布式為1s22s22p63s1，有4個(gè)能級(jí)；故答案為；4；

（3）根據(jù)表中一些物質(zhì)的熔沸點(diǎn)數(shù)據(jù)，可知在常壓、890℃時(shí)Na和CO2都是氣態(tài)，Na2CO3和C都不是氣態(tài)，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式 ；若3v正（Na）=4v逆（CO2），符合一正一逆，速率之比等于系數(shù)比，則反應(yīng)肯定達(dá)到平衡，故答案為：K=，a；

（4）Na2CO3溶于水后碳酸根發(fā)生水解，Na2CO3溶于水后電離出的碳酸根離子結(jié)合了水電離出的氫離子，導(dǎo)致水的電離平衡朝正反應(yīng)方向移動(dòng)，氫氧根離子濃度大于氫離子濃度；而若反應(yīng)在10L密閉容器、常壓下進(jìn)行，5min內(nèi)，測得金剛石的質(zhì)量增加了6g，反應(yīng)的二氧化碳物質(zhì)的量結(jié)合化學(xué)方程式計(jì)算得到，4Na+3CO22Na2CO3+C（金剛石），消耗物質(zhì)的量1.5mol，反應(yīng)速率v（CO2）===0.03mol/（Lmin），故答案為：由于碳酸是弱電解質(zhì)，Na2CO3溶于水后電離出的碳酸根離子結(jié)合了水電離出的氫離子，導(dǎo)致水的電離平衡朝正反應(yīng)方向移動(dòng)，氫氧根離子濃度大于氫離子濃度； 0.03 mol/(L·min)。